Euglena gracilis 추출물의 면역조절 및 생리활성 분석

유선녕(Sun Nyoung Yu),박보배(Bo Bae Park),김지원(Ji Won Kim),황유림(You Lim Hwang),김상헌(Sang Hun Kim),김선아(Sunah Kim),이태호(Taeho Lee),안순철(Soon Cheol Ahn) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.2

본 연구에서는 다양한 생리활성을 나타내는 compound를 함유하고 있는 것으로 알려진 Euglena gracilis를 hot water로 추출하고(HWE), 그 잔존물을 methanol로 추출(HWME)한 후, murine macrophage RAW 264.7 cell에 처리하여 면역활성을 측정하였다. Murine macrophage RAW 264.7 cell에서 HWE 처리로 IL-1β와 TNF-α가 농도의존적으로 증가되었고, lipopolysaccharide에 의해 유도되는 IL-6와 TNF-α 생성이 HWME 처리에 의해 유의적으로 억제되는 것을 확인하였다. 또한 α-glucosidase, protein tyrosine phosphatase (PTP1B), tyrosinase, xanthine oxidase(XO), angiotensin converting enzyme (ACE) 등에 대한 저해활성을 조사하였다. 그 결과, E. gracilis HWE 추출물에서는 α-glucosidase, tyrosinase, ACE에서 약한 억제 활성을 보였으나, HWME 추출물에서는 PTP1B와 XO에서 유의적인 억제활성을 나타냈다. 따라서 본 연구를 통하여 E. gracilis 추출물의 면역조절 활성 뿐 만 아니라 당뇨와 심혈관 질환에 대한 유의적인 억제활성을 통해 다양한 건강기능성 식품의 소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. Euglena gracilis is a microalga of great biotechnological interest that can create high levels of bioactive compounds, such as tocopherol, paramylon, and folic acid. The objective of this study was to investigate the biological activities of extracts from E. gracilis, especially those focused on immunological activity. E. gracilis biomass was extracted with hot water (HWE) and the remaining pellet was continuously extracted with methanol (HWME). First, we examined the effect of two extracts from E. gracilis on the production of nitric oxide (NO) and the expression of pro-inflammation cytokines, including IL-1β, IL-6, and TNF-α in murine macrophage RAW 264.7 cells. HWE treatment dose-dependently increased the production of IL-1β and TNF-α. On the other hand, treatment with HWME significantly decreased the generation of NO and pro-inflammatory cytokines (IL-6 and TNF-α) in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated macrophage cells. In addition, other biological activities of the extracts were further analyzed: α-glucosidase inhibition, protein tyrosine phosphatase (PTP1B) inhibition, tyrosinase inhibition, xanthine oxidase (XO) inhibition, and angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibition. Analysis of these biological activities showed that HWE has more inhibitory effects than HWME against α-glucosidase, tyrosinase, and XO agents. However, the inhibition of PTP1B and ACE with HWME were higher than with HWE. Taken together, the results suggested that E. gracilis possesses various biological activities-especially immunological capabilities-through regulation of cytokine production. Therefore, E. gracilis extract may be potentially useful for food material with immune-regulating effects.

Phellinus linteus Extract Regulates Macrophage Polarization in Human THP-1 Cells

Sang-Yull Lee(이상률),Sul-Gi Park(박슬기),Sun-Nyoung Yu(유선녕),Ji-Won Kim(김지원),You-Lim Hwang(황유림),Dong-Seob Kim(김동섭),Soon-Cheol Ahn(안순철) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.2

대식세포는 특성에 따라 크게 classically activated macrophages (M1-phenotype macrophages)와 alternatively activated macrophages (M2-phenotype macrophages) 두 가지의 형태로 나눌 수 있다. M1 대식세포의 경우 직·간접적으로 병원체, 감염된 조직 및 암세포 등을 제거하는 능력을 가진 반면, M2 대식세포의 경우 항염증 반응을 동반한 손상된 세포 조직의 복구 및 세포외기질의 생성에 관여하고 있다. 본 연구에서는 상황버섯 열수추출물을 합성 흡착제인 Diaion HP-20에 통과시켜 소수성 물질을 제거한 시료(PLEP)을 이용하여 인간 유래 THP-1 단핵구 세포주의 염증성 혹은 항염증성 분극화 특성을 알아보았다. 먼저 PLEP 자체의 단핵구 세포에 대한 세포독성을 확인한 결과, 고농도의 300 μg/ml에서 세포독성이 확인되지 않았다. 한편 세포의 형태학적 변화를 확인한 결과, PLEP의 농도가 증가함에 따라 M1- phenotype 대식세포와 유사한 flatted and branched 형태가 증가하였다. 대식세포로 분화시킨 THP-1 세포주에 PLEP를 처리한 후, M1 대식세포 분극화 관련 유전자인 TNFα, IL-1β, IL-6, IL-8, CXCL10, CCR7과 M2-분극화 관련 유전자인 MRC-1, DC-SIGN, CCL17, CCL22의 유전자 발현량을 조사하여 분극화 양상을 알아보았다. 그 결과, M1-분극화 관련 유전자들은 PLEP 농도 의존적으로 증가하였지만, M2-분극화 관련 유전자들은 반대로 감소하였다. 또한 ELISA assay를 통하여 M1 분극화 관련 cytokine인 TNFα, IL-1β, IL-6의 발현량이 유전자의 발현량과 동일하게 증가하였다. 이러한 cytokine들의 분비를 촉진시키는 MAPK signaling 또한 PLEP의 농도가 증가함에 따라 촉진되었고 염증성 cytokine과 관련된 전사인자 NF-κB의 활성화도 증가하였다. 따라서 PLEP는 인간 유래 THP-1 세포주에서의 M1 대식세포 분극화를 통해 염증 반응을 유발하는 것으로 확인되어 염증을 촉진하는 천연물질로 이용할 수 있을 것으로 전망된다. Macrophages are initiators for regulating a host’s defenses to eliminate pathogens and trigger tissue repair. Macrophages are classified into two types: classically (M1) activated macrophages and alternatively (M2) activated macrophages. M1-phenotype macrophages directly or indirectly kill infectious organisms and tumor cells via pro-inflammatory responses, whereas M2-phenotype macrophages remodel wounded tissue through anti-inflammatory responses. In this paper, we investigated how Phellinus linteus hot water extract passed from Diaion HP-20 resin (PLEP) regulates polarization of M1-like or M2-like macrophages in human THP-1 cells. PLEP did not have cytotoxicity at a high concentration of 300 μg/ml. We observed morphological alteration of the THP-1 cells, which are stimulated by PLEP, LPS/INF-γ (M1 stimulators) or IL-4/IL13 (M2 stimulators). PLEP exposure induced morphology contiguous with LPS/INF-γ. qPCR was also performed to determine whether PLEP influences M1 or M2 polarization-related genes. M1-phenotype macrophage–specific genes, such as TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8, CXCL10 and CCR7, were enhanced by PLEP in a dose-dependent manner similar to LPS/INF-γ. Conversely, M2-phenotype–specific genes, such as MRC-1, DC-SIGN, CCL17 and CCL22, were suppressed by PLEP. PLEP also significantly up-regulated secretory inflammation cytokines related to M1 polarization of macrophages, including TNFα, IL-1β and IL-6, which was similar to the gene expression. Further, MAPK and NF-κB signaling were increased by treatment with PLEP, resulting in enhancement of cytokine secretion. PLEP might therefore be used as a promising booster of pro-inflammatory responses through M1 polarization of human THP-1 cells.

Characterization of Antidiabetic Compounds from Extract of Torreya nucifera

Ji Won Kim(김지원),Dong-Seob Kim(김동섭),Hwasin Lee(이화신),Bobae Park(박보배),Sun-Nyoung Yu(유선녕),You-Lim Hwang(황유림),Sang Hun Kim(김상헌),Soon-Cheol Ahn(안순철) 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.1

Conditioned Media of RAW 264.7 Cells Stimulated with Phellinus linteus Extract Regulates the Epithelial-mesenchymal Transition in Prostate Cancer Cells

Taewoo Kang(강태우),Hyun-Hee An(안현희),Sul-Gi Park(박슬기),Sun-Nyoung Yu(유선녕),You-Lim Hwang(황유림),Ji-Won Kim(김지원),Soon-Cheol Ahn(안순철) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.8

전립선암은 전이성 종양 중의 하나로 치료를 위해 호르몬 요법이나 외과 적 거세 방법이 주로 수행되지만 많은 부작용을 나타내었다. 최근 많은 연구자들이 이러한 상황을 해결하기 위해 종양 미세 환경을 연구하고 있으며 그 중 면역 세포, 특히 대식세포는 종양 미세 환경의 중요한 구성요소이다. 정상적인 조건에서 대식세포는 여러 암세포에 대해 약한 종양 살균 활성을 갖으나 interferon-γ 또는 lipopolysaccharide에 의해 활성화되면, 염증성 사이토카인 및 케모카인을 분비함으로써 암세포를 직접 또는 간접적으로 사멸 시키게 된다. 본 연구에서는, 마우스 대식세포인 RAW 264.7 세포에 Phellinus linteus 추출물을 처리하여 산화질소의 방출과 pro-inflammatory cytokine들을 real-time PCR과 ELISA 방법으로 분석하였다. RAW 264.7의 조정 배지는 48시간 동안 전립선 암세포처리하여 상피간엽세포전이 관련 유전자의 발현을 측정 하였다. 그 때에 mesenchymal 관련 유전자들인 N-cadherin, snail, twist, slug 및 cadherin 11이 감소했을 뿐만 아니라 epithelial 관련 유전자인 E-cadherin은 증가하였다. 또한 암 전이 및 신생 혈관 형성에 관여하는 vimentin, ccl2 및 vegfa가 감소되었는데, 이는 EMT가 암세포의 이동과 침범에 밀접한 관련이 있기 때문이다. 따라서 Phellinus linteu에 의해 자극된 RAW 264.7 세포의 조정 배지는 인간 전립선 암세포주인 PC-3 세포의 이동과 전이를 억제하고 EMT 경로를 조절한다는 것을 나타낸다. Prostate cancer (PCa) is one of the most metastatic tumor. Although hormone therapy or surgical castration is mostly conducted to treat PCa, it has a lot of side effects. Recently, many researchers have been exploring the tumor microenvironment to remedy these circumstances. Immune cells, especially macrophages, are an important composition of the tumor microenvironment. Under normal conditions, macrophages exhibit mild tumoricidal activity against tumors. However, once activated by interferon gamma or lipopolysaccharides, macrophages can kill cancer cells directly or indirectly by secreting cytokines and chemokines. In this study, murine macrophage RAW 264.7 cells were treated with Phellinus linteus extract. To analyze their pro-inflammatory phenotype, we were used several assays such as a real-time polymerase chain reaction, an enzyme-linked immunosorbent and nitric oxide assay. Prostate cancer cells were treated with the RAW 264.7-conditioned media, which was identified as a pro-inflammatory nature, for 48 h, and the expression of epithelial-mesenchymal transition (EMT)-related genes was determined. Not only N-cadherin, Snail, Twist, Slug, and Cadherin 11, which are mechenchymal-related proteins, were decrease, but epithelial marker of E-cadherin was increased. In addition, the mRNA level of vimentin, ccl2, and vegfa were decreased, as the EMT is closely related to the migration and invasion of cancer cells. In conclusion, the RAW 264.7-conditioned media stimulated with P. linteus extract inhibited migration and invasion and regulated the EMT pathway in human prostate cancer cells.